KR100949283B1 - 액처리장치 및 액처리방법 - Google Patents

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Abstract

세정처리장치는 웨이퍼(W)를 보지하는 스핀척과, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 소정 간격으로 대향하는 언더플레이트와, 언더플레이트를 지지하는 지지부재와, 언더플레이트 및 지지부재를 관통하는 노즐구멍을 갖는다. 노즐구멍에는 개폐밸브를 통하여 각각 약액, 순수, 가스를 공급할 수 있고, 노즐구멍의 내부에 잔류하는 약액이나 순수를 홉인장치에 의해 흡인한다. 웨이퍼(W)의 순수처리 후에 노즐구멍 내부에 잔류하는 순수를 흡인장치에 의해 흡인제거하고, 이어서 가스를 웨이퍼(W)의 이면에 분사한다.

Description

액처리장치 및 액처리방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESS METHOD}
도 1은 본 발명의 하나의 실시예인 세정처리유니트를 구비하는 세정처리시스템의 개략 구조를 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 세정처리시스템의 개략 구조를 도시하는 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 세정처리시스템의 개략 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4는 세정유니트의 개략 구조를 도시하는 평면도이다.
도 5는 세정유니트의 개략 구조를 도시하는 단면도이다.
도 6은 표면세정용 토출노즐과 이면세정용의 토출노즐의 구조 및 이들 노즐에 약액 등을 공급하는 약액공급시스템의 개략구성을 도시하는 설명도이다.
도 7은 톱플레이트와 표면세정용노즐의 다른 형태를 도시하는 단면도이다.
도 8은 약액공급노즐과 린스건조노즐에 약액 등을 공급하는 약액공급시스템의 개략구성을 도시하는 설명도이다.
도 9는 세정처리의 개략공정을 도시하는 플로차트이다.
도 10은 린스처리 후에 이면세정용노즐의 내부에 남아 있는 순수의 제거방법 과 건조처리 후의 웨이퍼(W)의 이면의 워터마크의 발생수와의 관계를 도시하는 설명도이다.
본 발명은 반도체웨이퍼나 LCD기판 등의 각종 기판에 대하여 세정 등의 액처리를 실시하는 액처리장치 및 액처리방법에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체디바이스의 제조공정에 있어서는 반도체웨이퍼를 약액이나 순수에 의해 세정하고, 웨이퍼에 부착한 파티클, 유기오염물, 금속불순물 등의 콘터미네이션, 에칭처리 후의 폴리머 등을 제거하는 웨이퍼세정장치가 사용되고 있다.
이 웨이퍼세정장치로서는 웨이퍼를 대략 수평자세로 스핀척으로 보지하고, 웨이퍼를 정지시킨 상태 또는 회전시킨 상태로 웨이퍼의 표이면에 약액을 공급하여 약액처리를 행하고, 다음으로 웨이퍼를 소정의 회전수로 회전시키면서 웨이퍼에 순수를 공급하여 약액을 씻어내, 그 후에 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼에 건조가스(예를 들면, 질소가스(N2))를 분사하여 건조처리를 행하는, 이른바, 매엽식 세정장치가 알려져 있다.
매엽식 세정장치에 의한 웨이퍼 이면의 세정에는 예를 들면, 원형플레이트의 대략 중심에 원형플레이트를 관통하도록 노즐구멍이 설치된 토출노즐이 이용되고 있다. 웨이퍼의 이면에 대향시켜 원형플레이트를 배치하고, 노즐구멍으로부터 웨이퍼와 원형플레이트와의 사이에 약액, 순수, 건조가스를 순서대로 공급하므로써, 웨이퍼 이면의 세정을 행할 수 있다.
여기서, 이 토출노즐의 노즐구멍으로부터 약액을 토출한 후에는 노즐구멍의 내부에 미사용의 약액이 잔류한다. 이 노즐구멍내의 약액은 그 후에 노즐구멍으로부터 순수를 토출시킬 때에 웨이퍼와 원형플레이트 사이에서 밀려 나간다. 이렇게 하여, 노즐구멍으로부터 밀려 나간 약액은 사용된 약액이나 순수와 혼합하여 원형플레이트로부터 흘러 넘쳐 떨어지고, 또는 웨이퍼를 회전시킬 때 웨이퍼로부터 털어내고, 그 후에 회수된다. 이렇게 하여 회수된 약액은 순수에 의해 희석되고, 게다가 파티클을 많이 포함하고 있으므로, 회수된 약액의 재이용에 필요한 정화처리에는 많은 비용부담이 간다.
또, 이 토출노즐의 노즐구멍으로부터 웨이퍼에 순수를 토출시킨 후에는, 노즐구멍의 내부에 순수가 잔류한다. 이 상태로 노즐구멍으로부터 질소가스를 분사시키면, 노즐구멍내의 순수의 대부분은 건조가스의 분사가 시작할 때 건조가스에 의해 밀려 나간다. 그러나, 노즐구멍이 수직방향에 배치되어 있으므로 노즐구멍의 내부의 순수는 중력의 영향을 받으므로써 완전에는 배출하기 어렵고, 이 때문에 일부의 순수가 노즐구멍의 벽에 부착한다. 이렇게 해서 노즐구멍의 벽에 순수가 부착한 상태로 계속해서 노즐구멍으로부터 건조가스를 분사시키면, 건조가스의 기세에 의해 순수가 미스트화하여, 이 미스트가 건조가스와 함께 웨이퍼로 향해 분사된다. 이 미스트가 웨이퍼의 미리 건조하고 있는 부분에 부착하면, 워터마크가 발생하여 웨이퍼의 품질을 저하시킨다.
본 발명의 목적은 미사용의 처리액을 효율적으로 회수할 수 있는 액처리장치 및 액처리방법을 제공하는 데에 있다. 또, 본 발명의 목적은 기판에 있어서 워터마크의 발생을 억제할 수 있는 액처리장치 및 액처리방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명에 의하면, 기판에 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 액처리장치에 있어서,
기판을 대략 수평자세로 보지하는 보지수단과,
상기 보지수단에 보지된 기판에 처리액을 토출하는 토출노즐과,
상기 토출노즐에 처리액을 공급하는 처리액공급기구와,
상기 토출노즐로부터 상기 보지수단에 보지된 기판에 상기 처리액을 토출시킨 후에, 상기 토출노즐의 내부에 잔류하는 처리액을 흡인제거하는 처리액흡인기구를 구비하는 액처리장치가 제공된다.
이 액처리장치는 바람직하게는 상기 토출노즐에 처리가스를 공급하는 처리가스공급기구와, 상기 처리액토출기구와 상기 처리가스공급기구로부터 처리액 또는 처리가스의 한쪽이 상기 토출노즐에 공급되도록 처리유체를 바꾸는 전환기구를 더욱 구비하는 구성으로 한다.
또, 본 발명에 의하면, 기판에 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 액처리방법에 있어서,
처리액 및 건조용가스를 토출하는 토출노즐로부터 상기 기판에 처리액을 토 출하여 액처리를 행하는 공정과,
상기 토출노즐로부터 처리액을 토출한 후에, 상기 토출노즐의 내부에 잔류하는 처리액을 흡인제거하는 공정을 갖는 액처리방법을 제공한다.
이 액처리방법에 있어서는 또한, 토출노즐의 내부로부터 처리액이 제거된 후에, 이 토출노즐로부터 기판에 건조용가스를 분사하여 기판을 건조시키는 공정을 행할 수 있다.
이러한 액처리장치 및 액처리방법에 의하면, 토출노즐에 있어서의 처리액을 토출하는 노즐구멍의 내부에 잔류하는 처리액을 흡인하여 제거하면, 흡인제거된 처리액은 미사용이므로 고농도이며 파티클의 함유량이 적다. 따라서 흡인제거된 처리액의 재이용이 용이하다. 또, 노즐구멍의 내부에 잔류하는 처리액을 흡인하여 제거하면, 노즐구멍의 벽에 부착하는 처리액을 거의 완전하게 없앨 수가 있다. 이로 인하여, 그 후에 노즐구멍으로부터 가스를 분사해도 처리액의 미스트가 발생하기 어렵고, 이것에 의해 기판에 워터마크가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 여기서는 웨이퍼의 반입에서 세정/건조처리, 반출을 일관하여 행하는 세정처리시스템에 구비되어, 웨이퍼의 표이면을 동시에 세정처리가 가능하는 세정처리유니트에 본 발명을 적용할 경우에 대하여 설명한다.
도 1은 세정처리시스템(1)의 개략구조를 도시하는 평면도이고, 도 2는 그 측면도이다. 세정처리시스템(1)은 웨이퍼(W)에 세정처리 및 세정처리 후의 열처리를 실시하는 세정처리부(2)와, 세정처리부(2)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입출하는 반입출부(3)으로부터 구성되어 있다. 반입출부(3)는 복수개 예를 들면, 25개의 웨이퍼(W)를 대략 수평자세로 연직방향으로 소정의 간격으로 수용하는 후프(FOUP;front opening unified pod)(F)를 재치하기 위한 재치대(6)가 설치된 인ㆍ아웃포트(4)와, 재치대(6)에 재치된 후프(F)와 세정처리부(2)간에서 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼반송장치(7)가 구비된 웨이퍼반송부(5)로부터 구성되어 있다.
후프(F)의 한쪽 측면에는 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 반입출구가 설치되어 있고, 이 반입출구는 덮개에 의해 개폐가 자유롭게 되어 있다. 또, 후프(F)의 내벽에는 웨이퍼(W)를 소정 간격으로 보지하기 위한 선반용 판자가 설치되어 있고, 웨이퍼(W)를 수용하는 25개소의 슬롯이 형성되어 있다. 웨이퍼(W)는 표면(반도체디바이스를 형성하는 면을 말하기로 한다)이 상면(웨이퍼(W)를 수평으로 보지한 경우에 위쪽으로 되어 있는 면을 말하기로 한다)으로 되어 있는 상태로 각 슬롯에 1개씩 수용된다.
재치대(6)에는 예를 들면, 3개의 후프(Y)방향으로 늘어놓아 재치할 수 있도록 되어 있다. 후프(F)는 덮개가 설치된 측면을 인ㆍ아웃포트(4)와 웨이퍼반송부(5)를 구분하는 경계벽(8)으로 향해 재치된다. 경계벽(8)에 있어서 후프(F)의 재치장소에 대응하는 위치에는 창부(9)가 형성되어 있고, 창부(9)의 웨이퍼반송부(5)측에는 창부(9)를 개폐하는 셔터(10)가 설치되어 있다.
셔터(10)는 후프(F)에 설치된 덮개까지도 이동시겨 후프(F)의 반입출구를 개폐시킬 수 있도록 되어 있다. 즉, 셔터(10)는 창부(9)의 개폐와 동시에 후프(F)의 반입출구를 개폐한다. 후프(F)가 재치대(6)의 소정 위치에 재치되지 않을 때에는 셔터(10)가 동작하지 않도록, 셔터(10)에 인터락을 설치하는 것이 바람직하다. 창부(9)를 개구하여 후프(F)의 반입출구와 웨이퍼반송부(5)를 연통시키면, 웨이퍼반송장치(7)가 후프(F)의 내부에 억세스가능하게 되고, 웨이퍼(W)의 반송을 행할 수 있게 된다.
또한, 창부(9)의 상부에는 도시하지 않는 웨이퍼검사장치가 설치되어 있다. 이 웨이퍼검사장치는 승강이 자유로운 센서를 구비하고 있고, 이 센서가 후프(F)내에 수납된 웨이퍼(W)의 개수와 상태를 슬롯 마다 검출한다. 이러한 웨이퍼검사장치는 셔터(10)에 장착되는 것도 가능하다.
웨이퍼반송장치(7)는 Y방향으로 이동할 수 있다. 또, 웨이퍼반송장치(7)는 웨이퍼(W)를 보지하는 반송픽(11)은 X방향으로 슬라이드가 자유롭고, 또한, Z방향으로 승강이 자류롭고, 또한, X-Y평면내(θ방향)에서 회전이 자유롭게 되고 있다. 이것에 의해 웨이퍼반송장치(7)를 재치대(6)에 재치된 임의의 후프(F)와 대향하는 위치에 이동시켜서, 반송픽(11)을 대향하고 있는 후프(F)의 임의의 높이의 슬롯에 억세스시킬 수 있다.
또, 웨이퍼반송장치(7)를 세정처리부(2)에 설치된 2개의 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17)(웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 17)의 위치는 뒤에 도시하는 도 3 참조)와 대향하는 위치에 이동시켜서, 반송픽(11)을 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17)에 억세스시킬 수 있다. 즉, 웨이퍼반송장치(7)는 후프(F)에 대하여 웨이퍼(W)의 반입출을 행하는 것과 동시에, 세정처리부(2)에서 반입출부(3)에, 반 대로 반입출부(3)에서 세정처리부(2)에 웨이퍼(W)를 반송한다.
세정처리부(2)는 웨이퍼반송부(5) 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인도를 행하기 위해 웨이퍼(W)를 일시적으로 재치하는 2개의 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17)와, 웨이퍼(W)의 표면과 이면을 동시에 세정처리하는 4개의 세정처리유니트(CLN; 12ㆍ13ㆍ14ㆍ15)와, 세정처리 후의 웨이퍼(W)를 가열처리하는 3개의 핫플레이트유니트(HP; 19ㆍ20ㆍ21)(핫플레이트유니트(HP; 20ㆍ21)의 위치는 뒤에 도시하는 도3 참조)와, 가열된 웨이퍼(W)를 냉각하는 냉각유니트(COL; 22)(냉각유니트(COL; 22)의 위치는 뒤에 도시하는 도 3 참조)와, 이들 모든 유니트에 억세스가 가능하고, 이들의 유니트간에서 웨이퍼(W)의 반송을 행하는 주웨이퍼반송장치(18)를 갖고 있다.
또, 세정처리부(2)에는 세정처리시스템(1)전체를 작동시키기 위한 전원인 전원유니트(PU; 23)와, 세정처리시스템(1)을 구성하는 각 유니트 및 세정처리시스템(1)의 전체 동작ㆍ제어를 행하는 기계제어유니트(MCU; 24)와, 세정처리유니트(CLN; 12 ~ 15)로 송액하는 약액을 저장하는 약액저장유니트(CTU; 25)가 설치되어 있다. 전원유니트(PU; 23)는 도시하지 않는 주전원과 접속된다. 세정처리부(2)의 천정에는 각 유니트 및 주웨이퍼반송장치(18)에 청정한 공기를 다운플로하기 위한 팬필터유니트(FFU; 26)가 설치되어 있다.
또한, 약액저장유니트(CTU; 25)와 전장유니트(PU; 23)와 기계제어유니트(MCU; 24)는 세정처리부(2)의 바깥쪽에 설치해도 좋고, 또는 세정처리부(2)의 외부에 인출이 자유롭게 하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 이 면(Y 방향측면)에서 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17), 주웨이퍼반송장치(18), 핫플레이트유니트(HP; 19 ~ 21), 냉각유니트(COL; 22)의 유지보수를 용이하게 행할 수 있게 된다.
도 3은 세정처리시스템(1)의 개략구조를 도시하는 단면도이고, 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17)와, 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17)의 X방향에 인접하는 주웨이퍼반송장치(18)와, 핫플레이트유니트(HP; 19 ~ 21)와, 냉각유니트(COL; 22)의 개략배치를 도시하고 있다. 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17)는 상하 2단에 쌓여서 배치되고 있고, 예를 들면, 하단부의 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 17)는 웨이퍼반송부(3)로부터 세정처리부(2)에 반송하는 웨이퍼(W)를 재치하기 위해 이용하고, 한편, 상단부의 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16)는 세정처리부(2)로부터 웨이퍼반송부(3)에 반송하는 웨이퍼(W)를 재치하기 위해 이용할 수 있다.
팬필터유니트(FFU; 26)로부터의 다운플로의 일부는 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17)와, 그 상부의 공간을 통해 웨이퍼반송부(5)에 향해 유출하는 구조로 되어 있다. 이로 인하여, 웨이퍼반송부(5)로부터 세정처리부(2)에의 파티클 등의 침입이 방지되어, 세정처리부(2)의 청정도가 보지되도록 되어 있다.
주웨이퍼반송장치(18)는 Z방향으로 연장되는 수직벽(27ㆍ28) 및 이들간의 측면 개구부(29)를 갖는 통형 지지체(30)와, 그 안쪽에 통형 지지체(30)를 따라 Z방향으로 승강이 자유롭게 설치된 웨이퍼반송체(31)를 갖고 있다. 통형지지체(30)는 모터(32)의 회전구동력에 의해 회전하고, 그것에 따라 웨이퍼반송체(31)도 일체적 으로 회전하도록 되어 있다.
웨이퍼반송체(31)는 반송기대(33)와, 반송기대(33)를 따라 수평방향으로 진퇴이동하는 3개의 반송아암(34ㆍ35ㆍ36)을 구비하고 있고, 반송아암(34 ~ 36)은 통형지지체(30)의 측면개구부(29)를 통과 가능한 크기를 갖고 있다. 이들 반송아암(34 ~ 36)은 반송기대(33)내에 내장된 모터 및 밸트기구에 의해 각각 독립하여 진퇴이동한다. 웨이퍼반송체(31)는 모터(37)에 의해 밸트(38)를 구동시키므로써 승강한다. 또한, 도 3에 도시되는 부호(39)는 구동풀리이고, 부호(40)는 종동풀리이다.
웨이퍼(W)의 강제냉각을 행하는 냉각유니트(COL; 22)의 위에는 핫플레이트유니트(HP; 19 ~ 21)가 3개 중첩하여 설치되어 있다. 또한, 웨이퍼 인수인도유니트(TRS; 16ㆍ17)의 상부 공간에, 핫플레이트유니트(HP; 19 ~ 21)와 냉각유니트(COL; 22)를 설치하는 것도 가능하다. 이 경우에는 도 1과 도 3에 도시되는 핫플레이트유니트(HP; 19 ~ 21) 및 냉각유니트(COL; 22)의 위치를 그 이외의 유틸리티공간으로서 이용할 수 있다.
세정처리유니트(CLN; 12 ~ 15)는 상하 2단으로 2개씩 설치되어 있다. 세정처리유니트(CLN; 12)와 세정처리유니트(CLN; 14)는 그 경계를 이루고 있는 벽면(41)에 대하여 거의 대칭적인 구조를 갖고 있고, 이것은 세정처리유니트(CLN; 13)와 세정처리유니트(CLN; 15)에 관해서도 마찬가지다. 또, 세정처리유니트(CLN; 12 ~ 15)는 동등한 구성(부재 및 기능)을 구비하고 있다. 그래서 이하, 세정처리유니트(CLN; 12)를 예로 들어, 그 구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 세정처리유니트(CLN; 12)의 개략 평면도이고, 도 5는 그 개략 단면도이다. 세정처리유니트(CLN; 12)는 하우징(42)을 갖고, 하우징(42)의 내부에는 아우터챔버(43)와, 약액아암 격납부(44)와, 린스건조아암 격납부(45)가 설치되어 있다. 또, 아우터챔버(43)의 내부에는 이너컵(58)과, 이너컵(58)내에 있어서 웨이퍼(W)를 보지하는 스핀척(59)과, 스핀척(59)에 보지된 웨이퍼(W)의 표면을 세정하기 위한 토출노즐(81)과, 스핀척(59)에 보지된 웨이퍼(W)의 이면을 세정하기 위한 토출노즐(82)이 설치되어 있다. ]
하우징(42)에는 창부(46')가 형성되어 있고, 이 창부(46')는 제 1셔터(46)에 의해 개폐가 자유롭게 되어 있다. 도 4 및 도 5에는 이 제 1셔터(46)를 구동하는 기구는 도시하고 있지 않다. 반송아암(34; 또는 35, 36)은 세정유니트(CLN; 12)에 대해 이 창부(46')를 통해 웨이퍼(W)를 반입출하고, 창부(46')는 웨이퍼(W)의 반입출시 이외는 제 1셔터(46)에 의해 폐색된 상태로 보지된다. 또한, 제 1셔터(46)는 하우징(42)의 내부에서 창부(46')를 개폐하게 되어 있다. 이로 인하여 하우징(42)의 내부가 양압이 될 경우, 하우징(42)내의 분위기가 외부에 누설하기 어려워진다.
웨이퍼(W)의 세정처리는 아우터챔버(43)의 내부에서 행해진다. 아우터챔버(43)에는 창부(47')가 형성되어, 이 창부(47')는 도시하지 않는 실린더구동기구 등에 의해 이동하는 제 2셔터(47)에 의해 개폐가 자유롭게 되어 있다. 반송아암(34; 또는 35, 36)은 창부(46') 및 창부(47')를 통해 아우터챔버(43)내에 진입/퇴출하여, 스핀척(59)에 대하여 웨이퍼(W)의 인수인도를 행하고, 창부(47')는 웨이퍼(W)의 인수인도할 때 이외는 제 2셔터(47)에 의해 폐색된 상태에 보지된다.
제 2셔터(47)는 아우터챔버(43)의 내부로부터 창부(47')를 개폐하도록 되어 있으므로, 아우터챔버(43)내가 양압이 될 경우에도 아우터챔버(43)내부의 분위기가 외부에 누설히기 어렵다. 또한, 제 1셔터(46)와 제 2셔터(47)를 공통한 구동기구에 의해 구동하여 창부(46')와 창부(47')를 동시에 개폐하도록 해도 좋다.
아우터챔버(43)의 상벽에는 아우터챔버(43)내에 질소가스(N2)등의 불활성가스를 공급하는 가스공급구(86)가 설치되어 있다. 이 가스공급구(86)로부터 분사되는 가스에 의해 아우터챔버(43)내에 다운플로가 형성된다. 이것에 의해 스핀척(59)에 보지된 웨이퍼(W)에 토출된 약액의 증기가 아우터챔버(43)내에 충만하는 것이 방지된다. 또 이러한 다운플로를 형성하므로써, 웨이퍼(W)의 표면에 워터마큼가 생기기 어려워진다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 아우터챔버(43)의 저부에는 드레인(43a)이 설치되어 드레인(43a)으로부터 배기 및 폐액을 행할 수 있도록 되어 있다.
이너컵(58)은 상부에 테이퍼부가 설치되고, 저벽에 드레인(58a)이 설치된 구조를 갖고 있다. 이너컵(58)은 그 상단부가 스핀척(59)에 보지된 웨이퍼(W)보다 상방에 위치하고, 또한, 테이퍼부가 웨이퍼(W)를 둘러싸는 위치(도 5에서 실선으로 도시된 위치, 이하 "처리위치"라고 한다)와, 그 상단부가 스핀척(59)에 보지된 웨이퍼(W)보다 하측의 위치(도 5에서 점선으로 도시되는 위치, 이하 "퇴피위치"라고 한다)간에서 승강이 자유롭게 되어 있다.
이너컵(58)은 반송아암(34; 또는 35, 36)과 스핀척(59) 사이에서 웨이퍼(W) 의 인수인도가 행할 때에는 반송아암(34)의 진입/퇴출을 방해되지 않도록 퇴피위치에 보지된다. 한편, 스핀척(59)에 보지된 웨이퍼(W)에 세정처리가 실시될 때에는 처리위치에 보지된다. 이로 인하여 웨이퍼(W)에 토출된 약액이나 순수의 주위에의 비산이 방지된다. 또, 웨이퍼(W)의 세정처리에 이용된 약액은 드레인(58a)으로 이끌린다. 드레인(58a)에는 도시하지 않는 약액회수라인과 배기덕트가 접속되어 있고, 이너컵(58)내에서 발생하는 미스트 등의 아우터챔버(43)내에의 확산이 방지되고, 또 약액이 회수 또는 폐기(배액)되도록 되어 있다.
스핀척(59)은 회전플레이트(61)와, 회전플레이트(61)와 접속된 회전통체(62)를 갖고, 웨이퍼(W)를 지지하는 지지핀(64a)과 웨이퍼(W)를 보지하는 보지핀(64b)이 회전플레이트(61)의 주연부에 부착되어 있다. 반송아암(34; 또는 35, 36)과 스핀척(59)간의 웨이퍼(W)의 인수인도는 이 지지핀(64a)을 이용해서 행해진다. 지지핀(64a)은 웨이퍼(W)를 확실하게 지지하는 관점에서 적어도 3개소에 설치하는 것이 바람직하다.
지지핀(64b)은 반송아암(34; 또는 35, 36)과 스핀척(59) 사이에서의 웨이퍼(W)의 인수인도를 방해하지 않도록 도시하지 않는 누름기구에 의해 회전플레이트(61)의 하부에 위치하는 부분을 회전플레이트(61)측에 누르는 것에 따라, 지지핀(64b)의 위쪽 선단부가 회전플레이트(61)의 바깥쪽으로 이동하게 경사시킬 수 있게 되어 있다. 보지핀(64b)도 웨이퍼(W)를 확실히 보지하는 관점에서, 적어도 3개소에 설치하는 것이 바람직하다.
회전통체(62)의 외주면에는 밸트(65)가 걸려 있다. 밸트(65)를 모터(66)에 의해 주동시키므로써, 회전통체(62) 및 회전플레이트(61)를 회전시겨, 보지핀(64b)에 보지된 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있게 되어 있다. 보지핀(64b)의 중심의 위치를 조정하므로써, 웨이퍼(W)의 회전시에 보지핀(64b)이 웨이퍼(W)를 보지하는 힘을 조정할 수 있다. 예를 들면, 보지핀(64b)의 중심을 회전플레이트(61)보다 하측에 하면, 회전플레이트(61)보다 하측의 부분에 원심력이 작용하므로써, 위쪽 선단부는 안쪽에 이동하려고 하기 때문에, 웨이퍼(W)를 보지하는 힘이 높일 수 있다.
웨이퍼(W)의 이면을 세정하는 토출노즐(82)은 웨이퍼(W)의 이면과 소정 간격으로 대향하는 언더플레이트(63)와, 언더플레이트(63)를 지지하는 지지부재(67)와, 언더플레이트(63) 및 지지부재(67)의 내부를 관통하게 설치된 약액이나 순수, 건조가스(예를 들면, 질소가스)를 웨이퍼(W)의 이면에 향해 공급하는 노즐구멍(75)을 갖고 있다. 지지부재(67)는 회전플레이트(61)의 중앙부 및 회전통체(62)내에 관통하여 삽입되어, 또는 수평판(68)의 상면에 고정되어 있다. 수평판(68)은 지지부재(67)와 일체적으로 에어실린더 등을 갖는 승강기구(69)에 의해 연직방향으로 승강이 자유롭다.
스핀척(59)과 반송아암(34; 또는 35, 36) 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인도가 행해질 경우에는 언더플레이트(63)는 반송아암(34)과 충돌하지 않도록 회전플레이트(61)에 근접하는 위치에 강하된다. 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 세정처리를 행할 경우에는 언더플레이트(63)는 보지핀(64b)에 보지된 웨이퍼(W)의 이면에 근접하는 위치에 승강되어, 웨이퍼(W)에 노즐구멍(75)을 통해 약액 등이 토출된다. 또한, 언더플레이트(63)를 소정의 높이에 고정하고, 회전통체(62)를 승강시키므로써, 보지 핀(64b)에 보지된 웨이퍼(W)와 언더플레이트(63)와의 간격을 세정처리의 진행에 맞추어 조정하도록 해도 좋다.
웨이퍼(W)의 표면을 세정하는 토출노즐(81)은 웨이퍼(W)의 표면과 소정 간격으로 대향하는 톱플레이트(60)와, 톱플레이트(60)를 보지하는 보지부재(70)와, 톱플레이트(60)와 보지부재(70)를 연직방향으로 관통하는 구멍부(85)와, 구멍부(85)내에 배치되어, 웨이퍼(W)의 표면에 약액 등을 공급하는 파이프(120)를 갖고 있다.
보지부재(70)는 수평판(71)의 하면에 회전이 자유자재로 지지되어, 수평판(71)에 설치된 모터(72)에 의해 회전하고, 이 때 보지부재(70)와 접속된 톱플레이트(60)도 회전한다. 수펑판(71)은 아우터챔버(43)의 상벽에 고정된 에어실린더 등으로 이루어지는 승강기구(73)에 의해 연직방향에 승강이 자유롭다.
스핀척(59)과 반송아암(34; 또는 35, 36) 사이에서 웨이퍼(W)의 인수인도가 행해질 경우에는 톱플레이트(60)가 반송아암(34)과 충돌하지 않도록, 아우터챔버(43)의 상벽에 가까운 위치에 보지된다. 또, 웨이퍼(W)의 표면(상면)에 대하여 세정처리를 행할 때에는 톱플레이트(60)는 보지핀(64b)에 보지된 웨이퍼(W)의 표면에 근접하는 위치에 강하되어, 파이프(120)로부터 웨이퍼(W)에 약액 등이 토출된다.
도 6은 표면세정용의 토출노즐(81)과 이면세정용의 토출노즐(82)의 보다 상세한 구조와, 노즐구멍(75) 및 파이프(120)에 약액 등이나 건조가스를 공급하는 약액공급시스템(100)의 개량구성을 도시하는 설명도이다. 또한, 도 6에 있어서, 개폐밸브(101a ~ 101d) 및 개폐밸브(102a ~ 102d)에 대해서는 약액 등의 유로를 도시하 고, 이들의 유로를 개폐하는 기구의 도시를 생략하고 있다.
노즐구멍(75)에는 4개의 개폐밸브(102a, 102b, 102c, 102d)가 병렬로 부착되어 있다. 이들 가운데, 개폐밸브(102a, 102b, 102c, 102d)를 전환하므로써, 노즐구멍(75)에 약액, 순수, 질소가스 중에서 적당히 선택된 하나를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또, 개폐밸브(102c)에 부착되어 있는 배관에는 아스피레이터 또는 진공펌프 등의 흡인장치(103a)가 설치되어 있다. 노즐구멍(75)에 약액, 순수를 보낸 후에 이 흡인장치(103a)를 동작시켜서 개폐밸브(102c)를 여는 것에 따라, 노즐구멍(75)내에 남아 있는 약액 또는 순수를 흡인하여 제거할 수 있다. 이렇게 해서 흡인된 약액은 회수되어 재이용된다.
파이프(120)에는 4개의 개폐밸브(101a, 101b, 101c, 101d)가 병렬로 부착되어 있다. 이들 가운데, 개폐밸브(101a, 101b, 101c, 101d)를 전환하므로써, 파이프(120)에 약액, 순수, 질소가스 중에서 적당히 선택된 하나를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또, 개폐밸브(101c)에 부착되어 있는 배관에는 아스피레이터 또는 진공펌프 등의 흡인장치(103b)가 설치되어 있다. 파이프(102)에 약액, 순수를 보낸 후에 이 흡인장치(103b)를 동작시켜서 개폐밸브(101c)를 여는 것에 따라, 노즐구멍(75)내에 남아 있는 약액 또는 순수를 흡인하여 제거할 수 있다. 이렇게 해서 흡인된 약액은 회수되어 재이용된다.
구멍(85)과 파이프(120)와의 간격부(85a)에는 가스공급관(121)을 통해 질소가스를 공급할 수 있고, 간격부(85a)로부터는 2개소의 가스배기관(122a; 슬로 리크용ㆍ122b; 강제배기용)을 통해 배기를 행할 수 있도록 되어 있다. 가스공급관(121) 을 통해 간격부(85a)에 공급된 질소가스는 일정한 유량으로 간격부(85a)로부터 가스배기관(122a)을 통해 외부에 배기되도록(슬로 리크)되어 있다. 웨이퍼(W)의 표면과 톱플레이트(60) 사이에 약액이나 순수의 층이 형성되어 있는 경우, 약액이나 순수의 층에의 질소가스의 바브링이 일어나지 않고, 또한, 간격부(85a)에의 약액이나 순수의 진입이 일어나지 않도록, 이 간격부(85a)에의 질소가스 공급량과 간격부(85a)로부터의 가스배기관(122a)을 통한 질소가스 배기량이 설정된다.
간격부(85a)로부터는 가스배기관(122b)을 통한 강제배기를 행할 수 있도록 되어 있다. 가스배기관(122b)로부터의 배기량은 가스배기관(122a)로부터의 배기량보다 많다. 가스배기관(122b)을 통한 강제배기는 간격부(85a)의 하단부가 약액이나 순수와 접하지 않는 상태에서 행해진다. 예를 들면, 톱플레이트(60)와 보지부재(70)를 회전시키면서 가스배기관(122b)을 통해 간격부(85a)의 강제배기를 행하므로써, 간격부(85a)에의 약액 또는 순수의 진입을 방지하면서, 톱플레이트(60) 및 보지부재(70)의 회전에 의해 간격부(85a)에서 발생하는 파티클이 웨이퍼(W)에 부착하는 것을 방지할 수 있다.
파이프(120)의 선단부는 설형으로 되어 있고, 파이프(120)의 선단부에 약액이나 순수가 부착하기 어려운 구조, 즉 오염이 적은 구조로 되어 있다. 이로 인하여, 파이프(120)의 선단부에서의 파티클의 발생이나, 웨이퍼(W)의 건조처리시에 있어서의 파이프(120)로부터의 순수의 액체방울의 낙하에 의한 워터마크의 발생이 방지된다.
도 7(A) ~ 도 7(D)는 파이프(120)와 톱플레이트(60)의 다른 형태를 도시하는 단면도이다. 도 6에는 파이프(120)의 형태로서, 그 내경이 선단부로 향함에 따라 길어지는 설형의 형태가 도시되어 있지만, 예를 들면, 도 7(A)에 도시하는 것과 같이, 내경은 일정하고, 외경이 선단부에 향함에 따라 짧아지는 것 같은 설형의 형태로 하여도 좋다. 또한 도 7(B)에 도시하는 것과 같이, 그 선단부가 역삼각형이 되는 것과 같은 첨탑형태로 하여도 좋다.
톱플레이트(60)의 외주단면도 또, 약액이나 순수가 부착하기 어렵게, 단면의 상하 모서리 중 일측이 절개된 형상(이하 '단면략설형'이라 함)이 되어 있다. 도 6에서는 톱플레이트(60)로서, 위쪽의 외경이 아래쪽 외경보다 짧은 형태를 나타내고 있지만, 도 7(C)에 도시하는 것과 같이 위쪽의 외경이 아래쪽 외경보다 긴 형태나, 도 7(D)에 도시하는 것과 같이 위쪽과 아래쪽의 외경이 거의 같고, 두께방향의 중간부분의 외경이 가장 길게 되는 것과 같은 형상(이하 '단면략첨탑형'이라 함)의 형태로 하여도 좋다. 이러한 경우이라도, 톱플레이트(60)를 회전시킬 때의 원심력에 의해, 톱플레이트(60)에 부착한 약액이나 순수를 털어내기 쉽고, 톱플레이트(60)의 단면에의 약액이나 순수의 부착이 억제된다. 또한, 톱플레이트(60)가 갖는 이러한 효과는 도 6에 도시한 형태의 경우에 가장 크다.
약액아암 격납부(44)에는 창부(48')와, 창부(48')를 도시하지 않는 구동기구에 의해 개폐하는 제 3셔터(48)가 설치되어 있다. 약액아암 격납부(44)를 아우터챔버(43)와 분위기 격리할 때는, 이 제 3셔터(48)가 닫혀진다. 린스건조아암 격납부(45)에는 창부(49')와, 창부(49')를 도시하지 않는 구동기구에 의해 개폐하는 제 4셔터(49)가 설치되어 있다. 린스건조아암 격납부(45)를 아우터챔버(43)와 분위기 격리할 때에는 이 제 4셔터(49)가 닫혀진다.
약액아암 격납부(44)내에는 약액공급계아암(50)이 격납되어 있고, 약액공급계아암(50)에는 2개의 약액공급노즐(51ㆍ52)이 부착되어 있다. 또, 린스건조아암 격납부(45)에는 린스건조아암(53)이 격납되어 있고, 이 린스건조아암(53)에는 2개의 린스건조노즐(54ㆍ55)이 부착되어 있다.
도 8은 약액공급노즐(51ㆍ52)과 린스건조노즐(54ㆍ55)에 약액 등을 공급하는 약액공급시스템(100')의 개략 구성을 도시하는 설명도이다. 약액공급노즐(51ㆍ52)에는 2개의 개폐밸브(112aㆍ112b)로부터 이루어지는 밸브군과 4개의 개폐밸브(111aㆍ111bㆍ111cㆍ111d)로 이루어지는 밸브군이 부착되어 있다. 약액공급노즐(51ㆍ52)에는 개폐밸브(111a)를 통해 약액이 개폐밸브(111b)를 통해 순수가 개폐밸브(111d)를 통해 질소가스가 공급되어, 개폐밸브(112aㆍ112b)를 전환하므로써, 약액공급노즐(51ㆍ52)의 한쪽으로부터 약액 등을 토출할 수 있도록 되어 있다.
개폐밸브(111c)에 부착되어 있는 배관에는 아스피레이터 또는 진공펌프 등의 흡인장치(113)가 설치되어 있다. 약액공급노즐(52)에 약액 또는 순수를 보낸 후에, 흡인장치(113)를 동작시켜 개폐밸브(111c)와 개폐밸브(112a)를 여는 것에 따라, 약액공급노즐(52)의 내부에 남아 있는 약액 또는 순수를 흡인제거할 수 있다. 똑같이, 흡인장치(113)를 동작시켜 개폐밸브(111c)와 개폐밸브(112a)를 열면, 약액공급노즐(51)의 내부에 남아 있는 약액 또는 순수가 흡인제거된다. 이렇게 해서 흡인된 약액은 회수되어 재이용되거나, 또는 폐기된다.
린스건조노즐(54ㆍ55)에는 2개의 개폐밸브(115aㆍ115b)로부터 이루어지는 밸 브군과, 3개의 개폐밸브(114aㆍ114bㆍ114c)로부터 이루어지는 밸브군이 부착되어 있다. 린스건조노즐(54ㆍ55)에는 개폐밸브(114a)를 통해 순수가, 개폐밸브(114c)를 통해 질소가스가 각각 공급되어, 개폐밸브(115aㆍ115b)를 전환하므로써, 린스건조노즐(54ㆍ55)의 한쪽으로부터 순수 및 질소가스중 어느 한쪽을 토출할 수 있도록 되어 있다.
흡인장치(113)는 개폐밸브(114b)에도 접속되어 있다. 린스건조노즐(54)에 순수를 보낸 후에, 흡인장치(113)를 작동시켜 개폐밸브(114b)와 개폐밸브(115a)를 여는 것에 따라, 린스건조노즐(54)의 내부에 남아 있는 순수를 흡인제거할 수 있다. 똑같이, 흡인장치(113)를 작동시켜 개폐밸브(114b)와 개폐밸브(115b)를 열면, 린스건조노즐(55)의 내부에 남아 있는 순수를 흡인제거할 수 있다. 이렇게 해서 흡인된 순수는 보통, 소정의 처리를 거쳐 폐기된다.
또한, 도 8에 있어서, 각 개폐밸브(111a ~ 111dㆍ112aㆍ112bㆍ114a ~ 114cㆍ115aㆍ115b)에 대해서는 약액 등의 유로를 도시하고, 이들의 유로를 개폐하는 기구의 도시를 생략하고 있다. 약액공급시스템(100')에 있어서의 약액, 순수, 질소가스의 공급원은 약액공급시스템(100)의 약액, 순수, 질소가스의 공급원과 공용할 수 있다.
약액공급계아암(50)을 회동시키므로써, 약액공급노즐(51ㆍ52)을 아우터챔버(43)내에 진입시겨, 스핀척(59)에 지지된 웨이퍼(W)의 적어도 중심과 주연부 사이를 스캔시킬 수 있다. 또, 약액공급계아암(50)은 웨이퍼(W)의 세정처리시 이외는 약액아암 격납부(44)에 수용된다. 약액아암 격납부(44)는 항상 약액분위기 가 되므로, 약액공급계아암(50)에는 내식성부품이 사용되고 있다. 또한, 약액공급계아암(50)의 회동동작의 타이밍에 맞추어, 제 3셔터(48)가 창부(48')를 개폐시키는 것도 바람직하다.
약액아암 격납부(44)에는 약액공급계아암 세정장치(56)가 설치되어, 약액공급노즐(51ㆍ52)을 적당히 세정할 수 있도록 되어 있다. 약액공급노즐(51ㆍ52)을 세정할 때에는 제 3셔터(48)가 닫혀진다. 이로 인하여 약액아암 격납부(44)내의 분위기가 하우징(42)과 아우터챔버(43)에 누출하는 것이 방지된다. 또, 린스건조아암 격납부(45)에는 린스건조아암 세정장치(57)가 설치되어, 린스건조노즐(54ㆍ55)을 적당히 세정할 수 있도록 되어 있다. 린스건조노즐(54ㆍ55)을 세정할 때는 제 4셔터(49)가 닫혀진다. 이로 인하여, 린스건조아암 격납부(45)의 분위기가 하우징(42)과 아우터챔버(43)에 누출하는 것이 방지된다.
다음으로, 세정처리시스템(1)에 의한 웨이퍼(W)의 세정공정에 대하여 설명한다. 도 9는 세정처리의 개략공정을 도시하는 플로차트이다. 우선, 반송로보트나 오퍼레이터에 의해, 미세정의 웨이퍼(W)가 수납된 후프(F)가 인ㆍ아웃포트(4)의 재치대(6)의 소정위치에 재치된다(스텝 1). 이 재치대(6)에 재치된 후프(F)로부터 반송픽(11)에 의해 1개씩 웨이퍼(W)가 취출된다(스텝 2). 후프(F)로부터 취출된 웨이퍼(W)는 예를 들면, 웨이퍼인수인도유니트(TRS; 16)에 반송된다(스텝 3).
다음으로, 주웨이퍼 반송장치(18)는 반송아암(34 ~ 36)중 어느 하나, 예를 들면 반송아암(34)을 이용해서 웨이퍼인수인도유니트(TRS; 16)에 재치된 웨이퍼를 취출하여(스텝 4), 세정유니트(CLN; 12 ~ 15)중 어느 하나, 예를 들면 세정처리유 니트(CLN; 12)에 반입한다(스텝 5).
이 스텝(5)은 다음과 같이 하여 행해진다. 즉, 우선 하우징(42)에 설치된 제 1셔터(46)와 아우터챔버(43)에 설치된 제 2셔터(47)가 열린다. 이것과 거의 동시 또는 이 조작전에 이너컵(58)은 퇴피위치에서 보지되어, 언더플레이트(63)는 회전플레이트(61)에 가까운 위치에서 대기하여, 톱플레이트(60)는 아우터챔버(43)의 상벽 근방에서 대기하고 있는 상태로 한다. 그 후에 반송아암(34)을 아우터챔버(43)내에 진입시켜, 반송아암(34)으로부터 스핀척(59)에 설치된 지지핀(64a)에 웨이퍼(W)를 인수인도한다.
웨이퍼(W)가 지지핀(64a)에 지지되면, 반송아암(34)을 아우터챔버(43)로부터 퇴출시겨, 제 1셔터(46) 및 제 2셔터(47)를 닫는다. 또, 이너컵(58)을 상승시켜 처리위치에서 보지하여, 언더플레이트(63)를 상승시켜 웨이퍼(W) 사이를 소정간격으로 보지하고, 톱플레이트(60)를 강하시겨서 웨이퍼(W) 사이를 소정간격으로 보지한다(스텝 6).
다음으로 웨이퍼(W)의 약액처리를 개시한다(스텝 7). 웨이퍼(W)를 회전시키지 않고 약액처리를 행할 경우에는 웨이퍼(W)를 지지핀(64a)에 지지된 상태로 보지한다. 한편, 웨이퍼(W)를 회전시키면서 약액처리를 행하는 경우와, 약액처리 후에 행하는 웨이퍼(W)의 린스처리와 가스건조처리(이들은 웨이퍼(W)를 회전시켜서 행한다)의 경우에는 웨이퍼(W)를 회전시키기 전에 웨이퍼(W)를 보지핀(64b)에 보지시킨다.
웨이퍼(W)와 톱플레이트(60)의 양쪽을 정지시킨 상태, 또는 웨이퍼(W)와 톱 플레이트(60)의 한쪽을 회전시켜서 다른 쪽을 정지시킨 상태, 또는 웨이퍼(W)와 톱플레이트(60)의 양쪽을 회전시킨 상태중 어느 하나의 상태로, 개폐밸브(101a)를 연다. 이것에 의해 파이프(120)로부터 약액이 웨이퍼(W)의 표면에 토출되므로, 웨이퍼(W)와 톱플레이트(60) 사이에 약액층을 형성하여 소정시간 보지한다. 또, 개폐밸브(102a)를 열어 노즐구멍(75)을 통해 약액을 웨이퍼(W)의 이면에 향해 토출한다. 이렇게 해서 웨이퍼(W)와 언더플레이트(63) 사이에 약액층을 형성하여 소정시간 보지한다. 또한, 이러한 약액처리중에 적당한 량의 약액을 연속적으로 또는 건헐적으로, 웨이퍼(W)와 톱플레이트(60)와의 사이 및 웨이퍼(W)와 언더플레이트(63) 사이에 각각 추가해도 좋다.
이러한 약액처리중에 파이프(120)와 구멍부(85)사이에 형성되어 있는 간격부(85a)에는 질소가스의 가스공급관(121)으로부터 질소가스가 공급되고, 또한, 가스배기관(122a)으로부터 배기(슬로 리크)된다. 이러한 질소가스의 공급과 배기는 웨이퍼(W)와 톱플레이트(60) 사이에 형성된 약액층에의 질소가스의 분사가 일어나지 않고, 또한, 간격부(85a)에의 약액의 진입이 일어나지 않도록 행해진다. 또한, 약액처리중에 웨이퍼(W)의 주위로부터 흘러넘쳐 떨어지는 약액은 드레인(58a)을 통해 회수되어, 소정의 정화처리를 거쳐 재이용된다.
약액처리 종료후에는 개페밸브(101a)를 닫고 웨이퍼(W)의 표면에 약액의 토출을 정지한 뒤에, 흡인장치(103b)를 동작시겨 개폐밸브(101c)를 연다. 이로 인하여 파이프(120)내에 남아 있는 약액이 흡인제거된다. 이렇게 해서 흡인제거된 약액은 회수되어 재이용된다. 마찬가지로, 개폐밸브(102a)를 닫고 웨이퍼(W)의 이면에 의 약액 공급을 정지한 뒤에 흡인장치(103a)를 동작시켜 개폐밸브(102c)를 연다. 이렇게 해서 노즐구멍(75)내에 잔류되어 있는 약액이 흡인 회수된다(스텝 8). 이러한 약액회수처리에서는 파이프(120)와 노즐구멍(75)에 남아 있는 약액을 순수로 흘려 보내고 이너컵(58)의 저부에 설치된 드레인(58a)을 통해 회수할 경우와 비교하면, 농도가 높고, 게다가 오염이 적은 약액을 회수할 수 있으므로, 회수된 약액의 재이용도 용이하다. 약액회수처리 종료후에는 개폐밸브(101cㆍ102c)를 닫는다. 또, 이너컵(58)을 퇴피위치에 강하시킨 후에, 웨이퍼(W)로부터 약액을 제거하는 린스처리를 행한다(스텝 9). 이 린스처리에 있어서는 톱플레이트(60)의 수세처리가 동시에 행해진다.
웨이퍼(W)의 표면 린스처리방법으로서는 예를 들면, 톱플레이트(60)의 수세처리를 행하면서 웨이퍼(W)의 예비세정을 행하고, 웨이퍼(W)의 최종적인 린스처리는 린스건조노즐(54ㆍ55)의 한쪽을 이용하여 행하는 방법을 들을 수 있다. 이 경우에는 톱플레이트(60)와 웨이퍼(W)를 소정의 저속회전수로 회전시키면서 개폐밸브(101b)를 열어 파이프(120)로부터 웨이퍼(W)에 향해 순수를 토출하고, 톱플레이트(60)와 웨이퍼(W) 사이에 순수층을 형성하고, 게다가 이 순수층으로부터 일정한 양의 순수가 흐르고 떨어지도록 하여 린스처리를 행한다(스텝 9a).
이렇게 해서 일정시간 경과하면, 개폐밸브(101b)를 닫고 순수의 토출을 정지한다. 다음에 개폐밸브(101d)를 열어 일정한 양의 질소가스를 파이프(120)로부터 부사시켜, 파이프(120)의 하단부 근방에 질소가스 굄을 형성한다. 이어서 톱플레이트(60)의 회전수를 올려, 그 도중, 예를 들면 회전수가 100rpm을 넘으면 거의 동시 에 간격부(85a)로부터의 배기루트를 가스배기관(122a)으로부터 가스배기관(122b)로 전환한다. 가스배기관(122b)으로부터의 강제배기가 행해지는 시점에서는 미리 톱플레이트(60)와 웨이퍼(W) 사이의 순수층은 무너지고 있기 때문에 간격부(85a)로부터 순수를 흡인할 일은 없다. 이 강제배기에 의하여, 톱플레이트(60)와 보지부재(70)의 회전에 의해 간격부(85a)에서 생기는 파티클의 강하가 방지되어 웨이퍼(W)에의 파티클의 부착이 방지된다.
그 후, 톱플레이트(60)를 소정의 회전수까지 상승시켜 소정시간 보지한다. 이것에 의해 톱플레이트(60)에 부착한 순수를 털어낸다(스텝 9b). 또한, 이러한 톱플레이트(60)의 스핀건조가 행해지고 있는 동안에 파이프(120)로부터의 질소가스의 분사를 연속적으로 행하여도 좋다. 또, 톱플레이트(60)의 스핀건조중 또는 스핀건조처리후에, 흡인장치(103b)를 동작시켜 개폐밸브(101c)를 여는 것에 따라, 파이프(120)의 내부에 남아 있는 순수를 흡인하여 제거해도 좋다. 이렇게 해서 파이프(120)의 내부를 건조시키므로써, 그 후에 파이프(120)로부터 순수의 액방울이 웨이퍼(W)에 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
톱플레이트(60)의 수세처리가 종료한 후에는 톱플레이트(60)를 상승시켜, 제 4셔터(49)를 열어 린스건조아암(53)을 이너컵(58)내에 진입시킨다(스텝 9c). 그리고, 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시켜, 예를 들면, 린스건조아암(53)을 웨이퍼(W)의 대략 중심과 주연 사이에서 회전시키면서, 밸브(114a)와 밸브(115a)를 열어 린스건조노즐(54)로부터 순수를 웨이퍼(W)의 표면에 토출한다. 이것에 의해 웨이퍼(W)의 표면이 보다 정밀하게 린스처리된다.
이러한 파이프(120)와 린스건조노즐(54)에 의한 웨이퍼(W)의 표면의 린스처리와 병행하여, 웨이퍼(W)의 이면에 대한 린스처리가 개폐밸브(102b)를 열어 노즐구멍(75)을 통해 웨이퍼(W)의 이면에 향해 순수를 토출하므로써 행해진다. 이 때, 웨이퍼(W)의 이면전체에 순수가 맞도록 웨이퍼(W)와 언더플레이트(63) 사이에 순수층을 형성하고, 이 순수층으로부터 일정한 양의 순수가 흐르고 떨어지도록 한다. 이러한 린스처리중에 웨이퍼(W)의 주위에서 비산하는 약액이나 순수는 드레인(43a)을 통해 회수되어, 또는 폐기된다.
린스처리 종료시에는 개폐밸브(115a)를 연 채로 개폐밸브(114a)를 닫고, 흡인장치(113)를 동작시겨 개폐밸브(114b)를 연다. 이렇게 해서 린스건조노즐(54)내에 남아 있는 순수가 흡인제거된다(스텝 10). 이것으로 인하여 다음 공정인 웨이퍼(W)의 건조처리시에 린스건조노즐(54)으로부터 순수의 액방울이 웨이퍼(W)에 낙하하거나, 또는 질소가스에 순수의 미스트가 혼입하는 것에 따라 웨이퍼(W)의 표면에 워터마크가 발생하는 것이 방지된다.
린스건조노즐(54)으로부터 순수를 제거한 뒤, 또는 이 처리와 거의 동시에 흡인장치(103a)를 동작시켜 개폐밸브(102c)를 연다. 이것에 의해 노즐구멍(75)의 내부에 남아 있는 순수가 흡인제거된다(스텝 11). 노즐구멍(75)은 연직방향에 연재하므로, 그 내부에 남아 있는 순수에 작용되는 중력의 방향과 흡인장치(103a)에 의한 흡인의 방향이 동일하게 된다. 이것에 의해 흡인장치(103a)에 의한 순수의 제거가 효율적으로 행해지고, 노즐구멍(75)의 벽면에 있어서의 순수의 부착을 거의 완전히 없앨 수 있다. 또한, 이 스텝(11)의 처리는 웨이퍼(W)를 정지한 상태로 행하 여도 좋고, 웨이퍼(W)를 저속회전, 예를 들면 100rpm이하로 회전시킨 상태로 행해도 좋다.
다음으로, 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시키면서, 웨이퍼(W)의 표면에 린스건조노즐(54)로부터 질소가스를 분사하고, 웨이퍼(W)의 이면에는 노즐구멍(75)을 통하여 질소가스를 분사하므로써, 웨이퍼(W)의 건조처리를 행한다(스텝 12). 웨이퍼(W)의 표면의 건조처리에서는 우선, 린스건조노즐(54)의 내부로부터 순수가 제거되어 있기 때문에, 분사되는 질소가스에 순수의 미스트가 혼입되지 않고, 이것에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 워터마크가 발생하는 것이 방지된다. 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 이면의 건조처리에 있어서도 우선, 노즐구멍(75)의 내부로부터 순수가 제거되어 있기 때문에, 분사되는 질소가스에 순수의 미스트가 혼입되지 않으므로, 웨이퍼(W)의 이면에 워터마크가 발생하는 것이 방지된다.
웨이퍼(W)의 표면에 질소가스를 분사할 때는 린스건조아암(53)을 그 선단부가 웨이퍼(W)의 대략 중심과 주연 사이에서 이동하도록 회동시겨도 좋다. 이 경우, 가스공급구(86)로부터 공급되는 질소가스에 의해 아우터챔버(43)내를 질소분위기로 하면, 린스건조아암(53)의 스캔효과와 함께, 보다 워터마크의 발생이 적은 처리를 행할 수 있다.
도 10은 린스처리후의 노즐구멍(75)의 내부에 남은 순수의 제거방법의 차이와, 건조처리후의 웨이퍼(W)의 이면의 워터마크의 발생수와의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 10중의 "세정처리전"은 세정처리장치(1)에 의한 세정처리를 행하기 전의 웨이퍼(W)의 이면의 워터마크수(파티클수)를 도시하고 있다.
도 10중의 "순수/질소가스처리"는 개폐밸브(102d)를 열어 질소가스를 노즐구멍(75)에 도입하므로써, 노즐구멍(75)내의 순수를 웨이퍼(W)의 이면에 향해 밀려 나간 후에, 이어서 노즐구멍(75)으로 부터 웨이퍼(W)에 향해 질소가스를 분사하여 웨이퍼(W)의 이면의 건조처리를 행한 경우의 워터마크수를 도시하고 있다. 이 경우에는 웨이퍼(W)의 이면에 많는 워터마크가 관찰되었다. 이것은 순수에 작용되는 중력의 방향과 질소가스로부터 받는 힘의 방향이 반대이기 때문에 노즐구멍(75)의 벽에 순수가 물방울로서 남기 쉽고, 이 물방울이 웨이퍼(W)의 이면건조시에 질소가스의 분사에 의해 미스트화하여 웨이퍼(W)의 이면에 향해 분사되어 웨이퍼(W)의 건조한 부분에 부착하는 것이 큰 원인으로 생각된다.
이에 대하여, 도 10중의 "순수/흡인/질소가스처리"는 이전에 서술한 스텝(11)에 의한 노즐구멍(75)내의 순수제거(순수의 흡인제거)를 행하고, 그 후에 노즐구멍(75)으로부터 웨이퍼(W)에 향해 질소가스를 분사하여 웨이퍼(W)의 이면의 건조처리를 행한 경우의 결과를 도시하고 있다. 이 경우에는 "순수/질소가스처리"의 경우와 비교하면, 워터마크의 수가 현격히 저감되어 있는 것이 알수 있다. 이것은 이전에 서술한 바와 같이, 노즐구멍(75)의 벽면에는 순수가 거의 부착되지 않기 때문에 질소가스에 순수의 미스트가 혼입되지 않게 되어, 이것에 의해 웨이퍼(W)의 이면에 있어서의 워터마크의 발생이 방지되었기 때문이라고 생각된다.
건조처리의 종료후에는 린스건조아암(53)을 린스건조아암 격납부(45)의 내부에 수용하고, 언더플레이트(63)를 강하시켜, 웨이퍼(W)를 보지핀(64b)로부터 지지 핀(64a)에 바꾼다(스텝 13). 다음으로, 제 1셔터(46)와 제 2셔터(47)를 열어, 예를 들면, 반송아암(34)을 아우터챔버(43)내에 진입시켜, 지지핀(64a)에 지시된 웨이퍼(W)를 보지한 반송아암(34)이 세정처리유니트(CLN; 12)에서 퇴출하면, 제 1셔터(46)와 제 2셔터(47)를 닫는다(스텝 14).
이렇게 해서 세정처리유니트(CLN; 12)에서 반출된 웨이퍼(W)는 핫플레이트유니트(HP; 19ㆍ20ㆍ21)중 어느 하나에 반송되어 거기서 열처리가 행해지고, 그 후에 필요에 따라 내각유니트(COL; 22)에 반송되고, 거기서 냉각처리되어(스텝 15), 또한, 거기서 주웨이퍼반송장치(18)에 의해 웨이퍼인수인도유니트(TRS; 17)에 반송되어 거기에 재치되고, 이어서 반송픽(11)이 웨이퍼인수인도유니트(TRS; 17)에 재치된 웨이퍼(W)를 취출하고, 그 웨이퍼(W)에 수납되어 있던 후프(F)의 원래의 슬롯에 웨이퍼(W)를 수납한다(스텝 16).
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것이 아니다. 상기의 설명에 있어서는 웨이퍼(W)의 표면의 약액처리를 톱플레이트(60) 및 파이프(120)를 갖는 토출노즐(81)을 이용해서 행한 경우에 대해 설명하였지만, 약액처리는 약액공급계아암(50)을 동작시켜서 행하여도 좋다.
약액공급계아암(50)를 이용한 경우의 약액처리는 제 3셔터(48)를 열어 약액공급계아암(50)을 그 선단부가 웨이퍼(W)의 대략 중심에 위치하도록 회동한 뒤에 (1)약액공급노즐(51; 또는 52)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 약액을 공급하여 웨이퍼(W)의 표면에 약액 퍼들을 형성하여 소정시간 보지하는 방법, (2)웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시키면서 약액공급노즐(51; 또는 52)로부터 약액을 토출시 키면서 약액공급계아암(50)을 그 선단부가 웨이퍼(W)의 대략 중심과 주연 사이에서 이동하도록 회전시키는 방법, 중 어느 하나가 매우 적합하게 채용된다.
이러한 약액의 공급이 종료한 후에는 개폐밸브(111a)를 닫고 개폐밸브(111c)를 열어, 흡인장치(113)를 동작시킨다. 이것에 의해 약액공급노즐(51; 또는 52)내에 남아 있는 약액이 흡인회수된다. 그 후, 웨이퍼(W)를 소정의 회전수로 회전시키는 것과 거의 동시에 개폐밸브(111c)를 닫고 개폐밸브(111b)를 연다. 이것에 의해 약액공급노즐(51; 또는 52)로부터 순수가 웨이퍼(W)의 표면에 공급되어 웨이퍼(W)의 린스처리가 행해진다. 이 때, 약액공급계아암(50)을 그 선단부가 웨이퍼(W)의 중심과 주연 사이에서 이동하도록 회동시켜도 좋다.
약액공급노즐(51; 또는 52)로부터의 순수의 토출이 좋료하면, 개폐밸브(111b)를 닫고 개폐밸브(111c)를 연어 흡인장치(113)를 동작시킨다. 이것에 의해 약액공급노즐(51; 또는 52)내에 남아 있는 순수가 흡인제거된다. 그 후는, 약액공급계아암(50)을 약액아암 격납부(44)에 수용하고, 이전에 설명한 린스건조아암(53)을 이용한 마무리의 린스처리를 행한다.
또한, 린스처리의 개시에 있어서, 약액과 순수가 혼합하므로써 약액의 부식능력이 높아질 경우에는 순수를 공급하기 전에 IPA를 웨이퍼(W)의 표면에 공급하므로써 많은 약액을 씻어 흘려, 그 후에 웨이퍼(W)에 순수를 공급하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 아우터챔버(43)내의 각종 부품의 부식 등을 억제할 수 있다. 웨이퍼(W)의 표면세정용의 토출노즐(81), 웨이퍼(W)의 이면세정용의 토출노즐(82) 및 약액공급노즐(51ㆍ52)에 IPA를 공급할 수 있도록 하는 것은 개폐밸브와 배관의 배 설에 의해 용이하게 실현할 수 있다.
본 발명은 세정장치에 한정되지 않고, 각종 처리액을 이용하여 기판의 액처리를 행하는 장치에 대해 적용할 수 있다. 또한, 기판은 반도체웨이퍼에 한정되지 않고, 그 이외의 LCD용 유리기판이나 세라믹기판 등이라도 괜찮다.
이상 설명한 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술적내용을 분명하게 하는 것을 의도하는 것으로, 본 발명은 이러한 구체적인 예에만 한정하여 해석되는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 클레임에 서술하는 범위에서, 여러가지에 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
본 발명에 따르면, 토출노즐에 있어서 처리액을 토출하는 노즐구멍의 내부에 잔류하는 처리액을 흡인하여 제거하므로써, 노즐구멍의 벽에 부착하는 처리액을 거의 완전히 없앨 수 있다. 이것에 의해 그 후에 노즐구멍으로부터 가스를 분사해도 처리액의 미스트가 발생하기 어렵고, 이것에 의해 기판에 워터마크가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이렇게 해서, 기판의 품질을 높게 보지하는 것이 가능하게 된다. 또, 흡인제거된 처리액은 미사용이기 때문에 고농도로 파티클의 함유량이 적다. 따라서 흡인제거된 처리액의 재이용이 쉽고, 런닝코스트를 저하시킬 수 있다.

Claims (19)

  1. 기판에 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 액처리장치에 있어서,
    기판을 수평자세로 보지하는 보지수단과,
    상기 보지수단에 보지된 기판에 처리액을 토출하는 토출노즐과,
    상기 토출노즐에 처리액을 공급하는 처리액공급기구와,
    상기 토출노즐에서 상기 보지수단에 보지된 기판에 상기 처리액을 토출시킨 후에 상기 노즐의 내부에 잔류하는 처리액을 토출방향과는 반대방향으로 흡인하는 것에 의해 흡인제거하는 처리액흡인기구와,
    상기 토출노즐에 건조용 가스를 공급하는 건조용가스공급기구와,
    상기 처리액공급기구와 상기 건조용가스공급기구로부터 상기 처리액 또는 상기 건조용가스의 하나가 상기 토출노즐에 공급되도록 처리유체를 전환하는 전환기구와,
    상기 보지수단에 보지된 기판에 상기 토출노즐로부터 상기 처리액을 토출공급한 후, 상기 기판에 상기 토출노즐로부터 상기 건조용가스를 분사해서 상기 기판을 건조시키기 전에, 상기 토출노즐의 내부에 잔존하고 있는 처리액을 흡인제거하도록 상기 처리액흡인기구와 상기 전환기구를 제어하는 제어기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 토출노즐에 상기 처리액을 공급하는 종류가 다른 처리액공급기구를 복수 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 토출노즐은 상기 보지수단에 보지된 기판의 이면에 대하여 소정간격으로 대향하는 플레이트부재와,
    상기 플레이트부재를 지지하는 지지부재와,
    상기 플레이트부재 및 상기 지지부재를 관통하도록 설치된 상기 처리액 및 상기 건조용가스를 흘리기 위한 노즐구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  6. 기판에 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 액처리장치에 있어서,
    기판을 수평자세로 보지하는 보지수단과,
    상기 보지수단에 보지된 기판에 처리액을 토출하는 토출노즐과,
    상기 토출노즐에 처리액을 공급하는 처리액공급기구와,
    상기 토출노즐로부터 상기 보지수단에 보지된 기판에 상기 처리액을 토출시킨 후에, 상기 토출노즐의 내부에 잔존하는 처리액을 토출방향과는 반대방향으로 흡인하는 것에 의해 흡인제거하는 처리액흡인기구와,
    상기 토출노즐에 처리가스를 공급하는 처리가스공급기구와,
    상기 처리액공급기구와 상기 처리가스공급기구로부터 상기 처리액 또는 상기 처리가스의 하나를 상기 토출노즐에 공급되도록 처리유체를 변환하는 변환기구를 구비하고,
    상기 토출노즐은 제 1노즐부와 제 2노즐부를 갖고,
    상기 제 1노즐부는 상기 보지수단에 보지된 기판 표면에 대하여 소정 간격으로 대향하는 상부 플레이트부재와, 상기 상부 플레이트부재를 보지하는 보지부재와, 상기 상부 플레이트부재 및 상기 보지부재를 관통하여 설치된 상기 처리액 및 상기 처리가스를 흘리기 위한 관체를 갖고,
    상기 제 2노즐부는 상기 보지수단에 보지된 기판의 이면에 대하여 소정 간격으로 대향하는 하부 플레이트부재와, 상기 하부 플레이트부재를 지지하는 지지부재와, 상기 하부 플레이트부재 및 상기 지지부재를 관통하도록 설치된 상기 처리액 및 상기 처리가스를 흘리기 위한 노즐구멍을 갖고,
    상기 처리액흡인기구는 상기 관체 및/또는 상기 노즐구멍으로부터 상기 보지수단에 보지된 기판에 상기 처리액이 토출된 후에 상기 관체 및 /또는 상기 노즐구멍에 잔류하는 처리액을 흡인제거하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 관체의 선단부는 모서리의 일측이 절개된 형상(단면략설형)인 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1노즐부는 상기 상부 플레이트부재와 상기 보지부재를 관통하여 형성된 관통구멍과, 상기 관통구멍의 벽과 상기 관체의 외주면 사이에 형성된 소정폭의 간격부를 갖고,
    상기 관체로부터 상기 기판에 상기 처리액이 토출되는 것에 따라 상기 상부 플레이트부재와 상기 보지수단에 보지된 기판 사이에 형성된 처리액층으로부터 상기 간격부에 처리액이 진입하지 않도록 상기 간격부에 소정량의 가스를 공급하므로 써, 상기 간격부를 양압에 보지하는 처리액진입억제기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 플레이트부재 및 상기 보지부재를 동시에 회전시키는 플레이트회전기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 플레이트회전기구에 의해 상기 상부 플레이트부재 및 상기 보지부재를 회전시킬 때, 상기 간격부의 하단부가 상기 보지수단에 보지된 기판의 표면에 공급된 처리액과 접하지 않는 상태에 있어서, 상기 간격부의 상측으로부터 상기 간격부의 강제배기를 행하는 강제배기기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 상부 플레이트부재의 단면은 수평방향에 대하여 소정각도 경사진 사면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 액처리장치.
  12. 기판에 처리액을 공급하여 액처리를 행하는 액처리방법에 있어서,
    처리액 및 건조용가스를 토출하는 토출노즐로부터 상기 기판에 처리액을 토출하여 액처리를 행하는 공정과,
    상기 토출노즐로부터 처리액을 토출한 후에, 상기 토출노즐의 내부에 잔류하는 처리액을 토출방향과는 반대방향으로 흡인하는 것에 의해 흡인제거하는 공정과,
    상기 토출노즐의 내부로부터 처리액이 제거된 후에, 상기 토출노즐로부터 상기 기판에 상기 건조용가스를 분사해서 상기 기판을 건조시키는 공정을 포함하는 액처리방법.
  13. 삭제
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 토출노즐은 상기 기판의 표면에 처리액 및 건조용가스를 토출하는 제 1노즐부와, 상기 기판의 이면에 처리액 및 건조용가스를 토출하는 제 2노즐부를 갖고,
    상기 기판의 액처리를 행하는 공정에서는 상기 기판의 표면과 이면의 액처리가 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 기판의 액처리를 행하는 공정에서는 상기 기판의 이면과 소정 간격으로 대향하도록 플레이트부재를 배치하고, 상기 기판과 상기 플레이트부재 사이에 상기 처리액의 층을 형성하므로써 상기 기판의 이면을 액처리하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 기판의 액처리를 행하는 공정에서는 상기 기판의 표면과 소정의 간격으로 대향하도록 다른 플레이트부재를 배치하고, 상기 기판과 상기 다른 플레이트부재 사이에 상기 기판처리액의 층을 형성하므로써 상기 기판의 표면을 액처리하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 기판의 표면의 액처리 종료후에 상기 다른 플레이트부재를 회전되어, 상기 다른 플레이트부재에 부착한 처리액을 제거하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판을 건조시키는 공정은 상기 기판을 회전시키면서 행하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 토출노즐의 내부로부터 제거된 처리액을 회수하여 재이용하는 것을 특징으로 하는 액처리방법.
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